JP2008141879A - Fuel cell vehicle control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池車両制御装置に関する。 The present invention relates to a fuel cell vehicle control device.
従来の燃料電池車両制御装置として、特開2004−282859号公報(特許文献1)に記載されたものは、燃料電池と出力調整手段を有する直流電力発生手段と、この直流電力発生手段の発生する直流電力を交流電力に変換するインバータと、直流電力を充電および放電する機能を持つ電力蓄積手段と、これらの各手段を制御する制御手段と、鉄道車両を駆動するモータとを備え、直流電力発生手段と電力蓄積手段とでインバータに対する供給直流電力を制御して、燃料電池や電力蓄積手段の特性に合わせた電力分担制御を行っている。 As a conventional fuel cell vehicle control device, one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-282859 (Patent Document 1) has a direct current power generation means having a fuel cell and an output adjustment means, and the direct current power generation means generates. DC power generation comprising an inverter for converting DC power to AC power, power storage means having a function of charging and discharging DC power, control means for controlling each of these means, and a motor for driving a railway vehicle The DC power supplied to the inverter is controlled by the means and the power storage means to perform power sharing control in accordance with the characteristics of the fuel cell and the power storage means.
ところで、燃料電池の出力特性は、出力電流が増加すると端子電圧が減少する垂下特性を持つ。逆に、燃料電池の端子電圧が決まると、出力電流は端子電圧に応じた電流しか流れない。そこで、燃料電池の端子電圧が制御できれば燃料電池の出力電力は制御できるようになる。このことから、燃料電池出力端子と直流電圧とを直接接続し、電力蓄積手段で直流電力を充電および放電して直流電圧を制御すれば、燃料電池の出力調整手段を省略しても燃料電池の出力電力を制御することができる。
本発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたもので、電力蓄積手段で直流電圧を制御することにより燃料電池の出力をコントロールし、燃料電池の出力調整手段を省略して装置の小型軽量化、メンテナンスの削減、低コスト化が図れる燃料電池車両制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a technical background, and controls the output of the fuel cell by controlling the DC voltage by the power storage means, and omits the output adjustment means of the fuel cell, thereby reducing the size of the apparatus. An object of the present invention is to provide a fuel cell vehicle control device that can be reduced in weight, reduced maintenance, and reduced in cost.
本発明の1つの特徴は、燃料電池を用いた発電手段と、電力を蓄積する蓄電手段と、前記蓄電手段を充放電する充放電装置と、前記燃料電池の直流電力と充放電装置の直流電力とを平滑化する直流コンデンサと、前記燃料電池の直流電力と充放電装置の直流電力とを交流電力に変換するインバータと、前記インバータの変換出力である交流電力で駆動されるモータと、前記直流コンデンサの端子電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記直流電圧検出手段の検出する前記直流コンデンサの端子電圧を一定電圧範囲内に維持するように前記充放電装置を制御する充放電制御手段とを備えた燃料電池車両制御装置である。 One feature of the present invention is that power generation means using a fuel cell, power storage means for accumulating electric power, a charge / discharge device for charging / discharging the power storage means, DC power of the fuel cell, and DC power of the charge / discharge device A DC capacitor for smoothing, an inverter for converting the DC power of the fuel cell and the DC power of the charging / discharging device into AC power, a motor driven by AC power that is a conversion output of the inverter, and the DC DC voltage detection means for detecting the terminal voltage of the capacitor, and charge / discharge control means for controlling the charge / discharge device so as to maintain the terminal voltage of the DC capacitor detected by the DC voltage detection means within a certain voltage range. A fuel cell vehicle control device provided.
本発明の他の特徴は、燃料電池を用いた発電手段と、電力を蓄積する蓄電手段と、前記蓄電手段を充放電する充放電装置と、前記燃料電池の直流電力と充放電装置の直流電力とを平滑化する直流コンデンサと、前記燃料電池の直流電力と充放電装置の直流電力とを交流電力に変換するインバータと、前記インバータの変換出力である交流電力で駆動されるモータと、前記直流コンデンサの端子電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記直流電圧検出手段の検出する前記直流コンデンサの端子電圧を一定電圧に維持するように前記充放電装置を制御する充放電制御手段とを備えた燃料電池車両制御装置である。 Other features of the present invention are: power generation means using a fuel cell; power storage means for storing power; charge / discharge device for charging / discharging the power storage means; direct current power for the fuel cell; and direct current power for the charge / discharge device. A DC capacitor for smoothing, an inverter for converting the DC power of the fuel cell and the DC power of the charging / discharging device into AC power, a motor driven by AC power that is a conversion output of the inverter, and the DC DC voltage detection means for detecting a terminal voltage of the capacitor, and charge / discharge control means for controlling the charge / discharge device so as to maintain the terminal voltage of the DC capacitor detected by the DC voltage detection means at a constant voltage. It is a fuel cell vehicle control device.
本発明のまた別の特徴は、燃料電池を用いた発電手段と、電力を蓄積する蓄電手段と、前記蓄電手段を充放電する充放電装置と、前記燃料電池の直流電力と充放電装置の直流電力とを平滑化する直流コンデンサと、前記燃料電池の直流電力と充放電装置の直流電力とを交流電力に変換するインバータと、前記インバータの変換出力である交流電力で駆動されるモータと、前記直流コンデンサの端子電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記直流電圧検出手段の検出する前記直流コンデンサの端子電圧を下限設定電圧以下とならないように前記充放電装置を制御する充放電制御手段とを備えた燃料電池車両制御装置である。 Another feature of the present invention is that power generation means using a fuel cell, power storage means for storing electric power, a charge / discharge device for charging / discharging the power storage means, DC power of the fuel cell, and direct current of the charge / discharge device A DC capacitor for smoothing the power, an inverter for converting the DC power of the fuel cell and the DC power of the charging / discharging device into AC power, a motor driven by AC power that is a conversion output of the inverter, and DC voltage detection means for detecting the terminal voltage of the DC capacitor, and charge / discharge control means for controlling the charge / discharge device so that the terminal voltage of the DC capacitor detected by the DC voltage detection means does not fall below a lower limit set voltage. A fuel cell vehicle control device provided.
本発明のさらに別の特徴は、燃料電池を用いた発電手段と、電力を蓄積する蓄電手段と、前記蓄電手段を充放電する充放電装置と、前記燃料電池の直流電力と充放電装置の直流電力とを平滑化する直流コンデンサと、前記燃料電池の直流電力と充放電装置の直流電力とを交流電力に変換するインバータと、前記前記インバータの変換出力である交流電力で駆動されるモータと、前記直流コンデンサの端子電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記直流電圧検出手段の検出する前記直流コンデンサの端子電圧を上限設定電圧以上とならないように前記充放電装置を制御する充放電制御手段とを備えた燃料電池車両制御装置である。 Still another feature of the present invention is that power generation means using a fuel cell, power storage means for storing power, charge / discharge device for charging / discharging the power storage means, direct current power of the fuel cell and direct current of the charge / discharge device A DC capacitor for smoothing power, an inverter that converts DC power of the fuel cell and DC power of the charging / discharging device into AC power, a motor driven by AC power that is a conversion output of the inverter, DC voltage detection means for detecting a terminal voltage of the DC capacitor, and charge / discharge control means for controlling the charge / discharge device so that the terminal voltage of the DC capacitor detected by the DC voltage detection means does not exceed an upper limit set voltage. Is a fuel cell vehicle control device.
本発明の燃料電池車両制御装置によれば、電力蓄積手段で直流電圧を制御することにより燃料電池の出力をコントロールすることができ、この結果として、燃料電池の出力調整手段を省略することができて装置の小型軽量化、メンテナンスの削減、低コスト化が図れる。 According to the fuel cell vehicle control device of the present invention, the output of the fuel cell can be controlled by controlling the DC voltage with the power storage means, and as a result, the output adjustment means of the fuel cell can be omitted. This makes it possible to reduce the size and weight of the equipment, reduce maintenance, and reduce costs.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)図1は、本発明の第1の実施の形態の燃料電池車両制御装置の構成を示しており、本実施の形態の燃料電池車両制御装置は、燃料電池1、この燃料電池1に対するダイオード2、電力を蓄電する蓄電装置3、この蓄電装置3に対して充電、放電を行う充放電装置4、直流コンデンサ5、直流電力を交流電力に変換するインバータ6、このインバータ6の変換出力である交流電力にて駆動されるモータ7、直流コンデンサ5の端子電圧を検出する直流電圧検出器8、そして、充放電装置4の充放電動作を制御する充放電制御装置9から構成されている。
(First Embodiment) FIG. 1 shows the configuration of a fuel cell vehicle control device according to a first embodiment of the present invention. The fuel cell vehicle control device of the present embodiment includes a
燃料電池1の出力端子はダイオード2を介して直流コンデンサ5に接続されている。ダイオード2は燃料電池1の出力電圧が直流コンデンサ5の直流電圧より低いとき、直流コンデンサ5から燃料電池1へ電流が流れることを防止する逆電流防止ダイオードである。蓄電装置3は充放電装置4を介して直流コンデンサ5に接続され、充放電装置4で蓄電装置3を充電もしくは放電して直流電力の制御を行う。直流コンデンサ5はインバータ6の直流端子と接続され、インバータ6の交流端子はモータ7と接続されている。インバータ6は直流電力を直交変換して可変の交流電力を出力し、この交流電力にてモータ7を駆動する。直流電圧検出器8は直流コンデンサ5の端子電圧を計測し、その検出信号を充放電制御装置9に出力する。この直流電圧検出器8の電圧検出信号は、直流コンデンサ5の端子電圧をコントロールするための充放電装置4の制御指令となる。
The output terminal of the
図2に燃料電池の出力特性の例を示す。横軸は電流i、縦軸は電流iに対する電圧vと電力pとする。電圧vは燃料電池の電流iがゼロでの電圧を最大電圧1puとおき、電流が増加するに従い電圧vは減少し、電流が最大1puのときに電圧が0.5puとなるものと仮定する。このとき電力pは電流iと電圧vとの積から算出することができ、電力が最大となる点を1puとすると、電力pの特性曲線は図2のようになる。 FIG. 2 shows an example of output characteristics of the fuel cell. The horizontal axis represents current i, and the vertical axis represents voltage v and power p with respect to current i. Assuming that the voltage v is a voltage at which the current i of the fuel cell is zero and the maximum voltage is 1 pu, the voltage v decreases as the current increases, and the voltage becomes 0.5 pu when the current is a maximum of 1 pu. At this time, the power p can be calculated from the product of the current i and the voltage v. If the point at which the power is maximum is 1 pu, the characteristic curve of the power p is as shown in FIG.
図2の特性曲線を横軸に電力p、縦軸に電圧vとする変換をしてグラフ化すると、図3のような特性曲線となる。この図3から、燃料電池1の電力pを決めると燃料電池出力端子の電圧vが決まり、逆に電圧vを決めると燃料電池の出力である電力pが決まるということがわかる。
If the characteristic curve of FIG. 2 is converted into a graph with power p on the horizontal axis and voltage v on the vertical axis, the characteristic curve as shown in FIG. 3 is obtained. It can be seen from FIG. 3 that when the power p of the
直流コンデンサ5の端子電圧が一定電圧範囲となるよう、充放電装置4で直流電圧を調整したときの燃料電池特性曲線を図4に示す。燃料電池1は出力端子の電圧vに応じた電力pしか発電しないので、直流コンデンサ5の端子電圧および燃料電池出力電圧が一定電圧範囲を外れそうになると、充放電装置4は蓄電装置3を充電もしくは放電して燃料電池出力の過不足分を補うことで直流コンデンサ5の端子電圧を一定電圧範囲内に維持する。
FIG. 4 shows a fuel cell characteristic curve when the DC voltage is adjusted by the charging /
具体的には、インバータ6での消費電力が減って燃料電池1の出力が減少すると、燃料電池1の出力端子電圧が増加して一定電圧範囲を越えそうになる。このときには、充放電制御装置9は直流コンデンサ5の端子電圧によって燃料電池1の出力端子電圧が増加して一定電圧範囲を超える判断し、充放電装置4にて直流電力を蓄電装置3に充電し、燃料電池1の発電電力減少を抑えて、燃料電池1の出力端子電圧を一定電圧範囲内に維持する。逆に、インバータ6での消費電力が増えて燃料電池1の出力が増加すると、燃料電池1の出力端子電圧が減少して一定電圧範囲を下回りそうになる。このときは、充放電制御装置9は燃料電池1の出力端子電圧が減少して一定電圧範囲を下回ると判断し、充放電装置4にて直流電力を蓄電装置3から放電し、燃料電池1の発電電力増加を抑えて、燃料電池1の出力端子電圧を一定電圧範囲内に維持する。
Specifically, when the power consumption in the
このように本実施の形態の燃料電池車両制御装置では、直流コンデンサ5の端子電圧が一定電圧範囲となるよう充放電制御装置9によって充放電装置4の充放電動作を制御して直流電圧を制御することで、燃料電池1には出力調整手段が無くてもその出力電力を一定範囲に調整し、過不足電力は蓄電装置3にて分担させる電力分担制御が行なえる。よって本実施の形態によれば、装置の小型軽量化、メンテナンスの削減、低コスト化が図れるようになる。
As described above, in the fuel cell vehicle control device of the present embodiment, the charge /
(第2の実施の形態)本発明の第2の実施の形態の燃料電池車両制御装置を、図5を用いて説明する。尚、本実施の形態の構成は第1の実施の形態と共通であり、図1に示したものである。 (Second Embodiment) A fuel cell vehicle control apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment and is shown in FIG.
図5は直流コンデンサ5の端子電圧が一定電圧となるよう、充放電装置4で直流電圧を調整したときの燃料電池特性曲線である。燃料電池1は出力端子の電圧vに応じた電力pしか発電しない。そこで充放電制御装置9により、インバータ6が要求する電力に対し、燃料電池1が発電する電力pとの差分電力を充放電装置4に充電させもくしは放電させることで過不足電力を蓄電装置3に分担させるように調整する。
FIG. 5 is a fuel cell characteristic curve when the DC voltage is adjusted by the charging /
具体的には、充放電制御装置9により直流コンデンサ5の端子電圧が一定になるように充放電装置4を充放電制御することにより、燃料電池1の出力端子電圧は常にコントロールされた設定電圧となっている。そこで、インバータ6での消費電力が増加もしくは減少する場合は、その変動電力分を蓄電装置3から充放電装置4で直流電力を充放電することで、燃料電池1の出力電力を一定出力として、燃料電池1の出力端子電圧を設定電圧に維持する。
Specifically, the charging / discharging control of the charging /
このように、本実施の形態の燃料電池車両制御装置では、直流コンデンサ電圧が一定電圧となるよう充放電装置4にて直流電圧を調整することで、出力調整手段が無くても燃料電池1の出力電力を調整し、過不足電力は蓄電装置3にて分担させる電力分担制御が行なえる。よって本実施の形態によれば、装置の小型軽量化、メンテナンスの削減、低コスト化が図れるようになる。
As described above, in the fuel cell vehicle control device according to the present embodiment, the DC voltage is adjusted by the charging /
(第3の実施の形態)本発明の第3の実施の形態の燃料電池車両制御装置について、図6を用いて説明する。尚、本実施の形態の構成は第1の実施の形態と共通であり、図1に示したものである。 (Third Embodiment) A fuel cell vehicle control apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment and is shown in FIG.
図6は直流コンデンサ5の端子電圧が下限設定電圧以下とならないよう、充放電装置4で直流電圧を調整したときの燃料電池特性曲線である。充放電制御装置9は、インバータ6の消費電力が小さく、直流コンデンサ5の端子電圧が下限設定電圧以下となっていないときには充放電装置4は停止させたままにし、インバータ6の消費電力が大きくなり、直流コンデンサ5の端子電圧が下限設定電圧以下になれば、充放電装置4により蓄電装置3から放電させて当該端子電圧を下限設定電圧に維持するように制御する。
FIG. 6 is a fuel cell characteristic curve when the DC voltage is adjusted by the charging / discharging
これにより、本実施の形態によれば、直流コンデンサ5の端子電圧が下限設定電圧以下とならないよう直流電圧を制御して、燃料電池出力を過出力から保護することができる。
As a result, according to the present embodiment, the direct-current voltage can be controlled so that the terminal voltage of the direct-
(第4の実施の形態)本発明の第4の実施の形態の燃料電池車両制御装置について、図7を用いて説明する。尚、本実施の形態の構成は第1の実施の形態と共通であり、図1に示したものである。 (Fourth Embodiment) A fuel cell vehicle control apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment and is shown in FIG.
図7は直流コンデンサ5の端子電圧が上限設定電圧以上とならないよう、充放電装置4で直流電圧を調整したときの燃料電池特性曲線である。充放電制御装置9は、インバータ6の消費電力がある程度大きく、直流コンデンサ5の端子電圧が上限設定電圧以上となっていないときには充放電装置4を停止したままにし、インバータ6の消費電力が小さくなって直流コンデンサ5の端子電圧が上限設定電圧以上になれば、充放電装置4により蓄電装置3に直流電力を充電して蓄電させるように制御する。
FIG. 7 is a fuel cell characteristic curve when the DC voltage is adjusted by the charging / discharging
これにより、本実施の形態によれば、直流コンデンサ5の端子電圧が上限設定電圧以上とならないよう直流電圧を制御することで、燃料電池1が低出力運転になるのを回避して効率良く発電させることができる。
As a result, according to the present embodiment, the DC voltage is controlled so that the terminal voltage of the
(第5の実施の形態)本発明の第5の実施の形態の燃料電池車両制御装置について、図8、図9を用いて説明する。図8は本実施の形態の燃料電池車両制御装置の構成を示しており、本実施の形態では、図1に示した第1の実施の形態の構成に対して、モータ7の回転速度を検出する速度検出器10を追加的に備え、この速度検出器10の検出速度信号を充放電制御装置9に出力し、また充放電制御装置9は直流コンデンサ5の端子電圧と共にこの検出速度に基づいて充放電装置4の充放電を制御するようにしたことを特徴とする。
(Fifth Embodiment) A fuel cell vehicle control apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 shows the configuration of the fuel cell vehicle control device of the present embodiment. In this embodiment, the rotational speed of the
図9に速度検出器10から得られた検出速度信号から直流コンデンサ電圧指令値を生成する変換関数の例を示す。
FIG. 9 shows an example of a conversion function for generating a DC capacitor voltage command value from the detected speed signal obtained from the
本実施の形態では、充放電制御装置9は、図9の変換関数に基づく直流コンデンサ電圧になるように充放電装置4の充放電動作を制御する。図9において、検出速度が低速域では直流コンデンサ電圧を高くすることで燃料電池発電電力を絞り、速度が中速域では速度の増加と共に燃料電池発電電力を増加させ、速度が高速域では燃料電池1を最大出力としている。このようにモータ速度(車両速度)に合わせて燃料電池1の発電電力を調整することで、速度と共に増加するモータの消費電力に合わせて、燃料電池の発電電力を増加することができる。これにより、本実施の形態によれば、車両の速度に合わせて燃料電池1の発電電力を最適な電力値にすることができ、燃料電池1を効率良く運転できる。
In the present embodiment, the charging / discharging
(第6の実施の形態)本発明の第6の実施の形態を、図10を用いて説明する。図10は本実施の形態の燃料電池車両制御装置の構成を示しており、本実施の形態では、図1に示した第1の実施の形態の構成に対して、走行計画保持部11を追加的に備え、充放電制御装置9がこの走行計画保持部11から走行計画情報を受け取り、直流コンデンサ5の端子電圧と共にこの走行計画情報に基づいて充放電装置4の充放電を制御するようにしたことを特徴とする。
(Sixth Embodiment) A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows the configuration of the fuel cell vehicle control device according to the present embodiment. In this embodiment, a travel
走行計画保持部11は走行計画情報として走行路線、勾配、曲線、運行ダイヤ、走行時間、停車時間などの情報を保持し、充放電制御装置9は、この走行計画情報に基づいて電力情報もしくはエネルギー情報を計算し、この電力情報若しくはエネルギー情報に基づいて燃料電池1の出力が最適となるように直流コンデンサ5の端子電圧に対する電圧指令値を調整し、充放電装置4の充放電を制御する。
The travel
これにより、本実施の形態では、予め算出した走行計画から燃料電池1の発電電力を最適な電力値にすることができ、燃料電池を効率良く運転できるようになる。
Thereby, in this Embodiment, the electric power generation of the
(第7の実施の形態)本発明の第7の実施の形態の燃料電池車両制御装置を、図11を用いて説明する。図11は本実施の形態の燃料電池車両制御装置の構成を示しており、本実施の形態では、図1に示した第1の実施の形態の構成に対して、蓄電装置3に対するエネルギー残量検出器12を追加的に備えたことを特徴とする。
(Seventh Embodiment) A fuel cell vehicle control apparatus according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 shows the configuration of the fuel cell vehicle control device of the present embodiment. In the present embodiment, the remaining amount of energy for the
このエネルギー残量検出器12は、蓄電装置3の充放電電流を積算したり、蓄電装置3の端子電圧を計測してそのエネルギー残量を算出する。この蓄電装置3のエネルギー残量が満杯のときは、蓄電装置3はそれ以上充電することができないため、充放電装置4で直流コンデンサ電圧を高くして燃料電池1の発電量を絞り、蓄電装置3から主に放電するよう制御する。また蓄電装置3のエネルギー残量が空のときは、蓄電装置3はそれ以上放電することができないため、充放電装置4で直流コンデンサ電圧を低くして燃料電池1の発電量を増加させ、蓄電装置3を充電するよう制御する。
This remaining
これにより、本実施の形態によれば、蓄電装置3のエネルギー残量を考慮した燃料電池1の発電電力制御が可能となり、燃料電池1と蓄電装置3とを含めた電源システムとして効率良く運転することができる。
As a result, according to the present embodiment, it is possible to control the generated power of the
(第8の実施の形態)本発明の第8の実施の形態8の燃料電池車両制御装置を、図12を用いて説明する。図12は本実施の形態の燃料電池車両制御装置の構成を示しており、本実施の形態では、図1に示した第1の実施の形態の構成に対して、燃料電池1に対する発電特性検出器13を追加的に備えたことを特徴とする。
(Eighth Embodiment) A fuel cell vehicle control apparatus according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 shows the configuration of the fuel cell vehicle control apparatus according to the present embodiment. In this embodiment, the power generation characteristic detection for the
この発電特性検出器13は、発電手段としての燃料電池1の電圧、電流、温度、燃料電池制御回路からの各種信号を検出するものである。例えば、燃料電池1はモータ7の急激な負荷変動に対して発電電力の応答が遅く、燃料供給が不足すると燃料電池1内の電池素体がダメージを受けることがある。そこで、負荷変動が燃料電池1の許容変動率より大きい場合は、充放電装置4で直流電圧を調整して燃料電池1の発電電力変動を許容値変動範囲に維持する。そこで、発電特性検出器13によって燃料電池1の電圧、電流、温度、燃料電池制御回路からの各種信号を検出して充放電制御装置9に入力し、充放電制御装置9は負荷変動が燃料電池1の許容変動率より大きいと判断したときには、充放電装置4で直流コンデンサ電圧を高くして燃料電池1の発電量を絞り、蓄電装置3から主に放電するよう制御し、あるいは、充放電装置4で蓄電装置3に充電するよう制御することで直流コンデンサ電圧を低くして燃料電池1の発電量を増加させる。
This power generation
これにより、本実施の形態によれば、燃料電池1の発電特性に合わせてその発電電力制御が可能となり、燃料電池1に負担をかけず、かつ効率良く運転することができる。
As a result, according to the present embodiment, the generated power can be controlled in accordance with the power generation characteristics of the
(第9の実施の形態)本発明の第9の実施の形態の燃料電池制御装置を、図13を用いて説明する。図13は本実施の形態の燃料電池車両制御装置の構成を示しており、本実施の形態では、図1に示した第1の実施の形態の構成に対して、モータ7の特性を検出するモータ特性検出器14を追加的に備えたことを特徴とする。
(Ninth Embodiment) A fuel cell control apparatus according to a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 shows the configuration of the fuel cell vehicle control device of the present embodiment. In this embodiment, the characteristics of the
このモータ特性検出器14は、モータ7の電圧、電流、温度、回転数などの情報を検出して充放電制御装置9に出力するもので、モータ7に備えてもよいし、インバータ6に備えてもよい。
The motor
本実施の形態では、モータ特性検出器14にてモータ7の特性を検出することで、充放電制御装置9がモータ7の運転情報を得て、モータ7の特性に合わせて燃料電池1および蓄電装置3の出力の分配を行うように充放電装置4を制御する。
In this embodiment, the motor
これにより、本実施の形態によれば、モータ1の特性に合わせた燃料電池1および蓄電装置3の電力分配制御ができ、燃料電池1と蓄電装置3とモータ7を含めた全体システムとして効率良く運転することができる。
As a result, according to the present embodiment, the power distribution control of the
(第10の実施の形態)本発明の第10の実施の形態の燃料電池制御装置について説明する。本実施の形態の燃料電池制御装置の構成は、図1に示した第1の実施の形態と共通である。そして本実施の形態では、燃料電池1の発電電力を停止するときに、充放電制御装置9が直流コンデンサ5の端子電圧を燃料電池1の無負荷電圧より高くするように充放電装置4を制御することを特徴とする。
(Tenth Embodiment) A fuel cell control apparatus according to a tenth embodiment of the present invention will be described. The configuration of the fuel cell control device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG. In the present embodiment, when the power generated by the
燃料電池1は出力端子にダイオード2を備えていることから、充放電装置4にて蓄電装置3から放電させることで直流コンデンサ5に高い電圧を印加すると、燃料電池1は無負荷状態となり発電は停止する。そこで、充放電制御装置9は、燃料電池1の発電を停止させるときには、充放電装置4にて蓄電装置3から放電させることで直流コンデンサ5に高い電圧を印加し、燃料電池1を無負荷状態にしてその発電は停止させる制御をする。
Since the
これにより、本実施の形態によれば、燃料電池1を複雑な停止シーケンスを組むことなく停止でき、効率良く燃料電池1を起動・停止することができる。尚、燃料電池1の停止制御は、第2〜第9の実施の形態においても同様に燃料電池1を停止させるときに採用することができる。
Thereby, according to this Embodiment, the
1 燃料電池
2 ダイオード
3 蓄電装置
4 充放電装置
5 直流コンデンサ
6 インバータ
7 モータ
8 電圧検出器
9 充放電制御装置
10 速度検出器
11 走行計画保持部
12 エネルギー残量検出器
13 発電特性検出器
14 モータ特性検出器
DESCRIPTION OF
Claims (10)
電力を蓄積する蓄電手段と、
前記蓄電手段を充放電する充放電装置と、
前記燃料電池の直流電力と充放電装置の直流電力とを平滑化する直流コンデンサと、
前記燃料電池の直流電力と充放電装置の直流電力とを交流電力に変換するインバータと、
前記インバータの変換出力である交流電力で駆動されるモータと、
前記直流コンデンサの端子電圧を検出する直流電圧検出手段と、
前記直流電圧検出手段の検出する前記直流コンデンサの端子電圧を一定電圧範囲内に維持するように前記充放電装置を制御する充放電制御手段とを備えたことを特徴とする燃料電池車両制御装置。 Power generation means using a fuel cell;
Power storage means for storing electric power;
A charge / discharge device for charging / discharging the power storage means;
A DC capacitor for smoothing the DC power of the fuel cell and the DC power of the charge / discharge device;
An inverter that converts the DC power of the fuel cell and the DC power of the charging / discharging device into AC power;
A motor driven by AC power that is the conversion output of the inverter;
DC voltage detecting means for detecting a terminal voltage of the DC capacitor;
A fuel cell vehicle control device comprising charge / discharge control means for controlling the charge / discharge device so as to maintain a terminal voltage of the DC capacitor detected by the DC voltage detection means within a certain voltage range.
電力を蓄積する蓄電手段と、
前記蓄電手段を充放電する充放電装置と、
前記燃料電池の直流電力と充放電装置の直流電力とを平滑化する直流コンデンサと、
前記燃料電池の直流電力と充放電装置の直流電力とを交流電力に変換するインバータと、
前記インバータの変換出力である交流電力で駆動されるモータと、
前記直流コンデンサの端子電圧を検出する直流電圧検出手段と、
前記直流電圧検出手段の検出する前記直流コンデンサの端子電圧を一定電圧に維持するように前記充放電装置を制御する充放電制御手段とを備えたことを特徴とする燃料電池車両制御装置。 Power generation means using a fuel cell;
Power storage means for storing electric power;
A charge / discharge device for charging / discharging the power storage means;
A DC capacitor for smoothing the DC power of the fuel cell and the DC power of the charge / discharge device;
An inverter that converts the DC power of the fuel cell and the DC power of the charging / discharging device into AC power;
A motor driven by AC power that is the conversion output of the inverter;
DC voltage detecting means for detecting a terminal voltage of the DC capacitor;
A fuel cell vehicle control device comprising charge / discharge control means for controlling the charge / discharge device so as to maintain a terminal voltage of the DC capacitor detected by the DC voltage detection means at a constant voltage.
電力を蓄積する蓄電手段と、
前記蓄電手段を充放電する充放電装置と、
前記燃料電池の直流電力と充放電装置の直流電力とを平滑化する直流コンデンサと、
前記燃料電池の直流電力と充放電装置の直流電力とを交流電力に変換するインバータと、
前記インバータの変換出力である交流電力で駆動されるモータと、
前記直流コンデンサの端子電圧を検出する直流電圧検出手段と、
前記直流電圧検出手段の検出する前記直流コンデンサの端子電圧を下限設定電圧以下とならないように前記充放電装置を制御する充放電制御手段とを備えたことを特徴とする燃料電池車両制御装置。 Power generation means using a fuel cell;
Power storage means for storing electric power;
A charge / discharge device for charging / discharging the power storage means;
A DC capacitor for smoothing the DC power of the fuel cell and the DC power of the charge / discharge device;
An inverter that converts the DC power of the fuel cell and the DC power of the charging / discharging device into AC power;
A motor driven by AC power that is the conversion output of the inverter;
DC voltage detecting means for detecting a terminal voltage of the DC capacitor;
A fuel cell vehicle control device comprising charge / discharge control means for controlling the charge / discharge device so that a terminal voltage of the DC capacitor detected by the DC voltage detection means does not become a lower limit set voltage or less.
電力を蓄積する蓄電手段と、
前記蓄電手段を充放電する充放電装置と、
前記燃料電池の直流電力と充放電装置の直流電力とを平滑化する直流コンデンサと、
前記燃料電池の直流電力と充放電装置の直流電力とを交流電力に変換するインバータと、
前記前記インバータの変換出力である交流電力で駆動されるモータと、
前記直流コンデンサの端子電圧を検出する直流電圧検出手段と、
前記直流電圧検出手段の検出する前記直流コンデンサの端子電圧を上限設定電圧以上とならないように前記充放電装置を制御する充放電制御手段とを備えたことを特徴とする燃料電池車両制御装置。 Power generation means using a fuel cell;
Power storage means for storing electric power;
A charge / discharge device for charging / discharging the power storage means;
A DC capacitor for smoothing the DC power of the fuel cell and the DC power of the charge / discharge device;
An inverter that converts the DC power of the fuel cell and the DC power of the charging / discharging device into AC power;
A motor driven by AC power that is a conversion output of the inverter;
DC voltage detecting means for detecting a terminal voltage of the DC capacitor;
A fuel cell vehicle control device comprising charge / discharge control means for controlling the charge / discharge device so that a terminal voltage of the DC capacitor detected by the DC voltage detection means does not exceed an upper limit set voltage.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006326246A JP2008141879A (en) | 2006-12-01 | 2006-12-01 | Fuel cell vehicle control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006326246A JP2008141879A (en) | 2006-12-01 | 2006-12-01 | Fuel cell vehicle control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2008141879A true JP2008141879A (en) | 2008-06-19 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008141879A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013062920A (en) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Honda Motor Co Ltd | Fuel cell vehicle |
-
2006
- 2006-12-01 JP JP2006326246A patent/JP2008141879A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013062920A (en) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Honda Motor Co Ltd | Fuel cell vehicle |
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